La lumière dans toute sa splendeur

L’une des règles fondamentales de la physique nous dit que l’œil (et tous les sens d’ailleurs) est trompeur. La lumière que nous pouvons voir, qui est la raison de notre vision peut ne pas être telle qu’elle apparaît. 

Le spectre électromagnétique

La lumière, le phénomène le plus rapide de l’Univers est une onde énergétique. Elle se déplace à environ 300 000 km/s. Pour illustrer ce phénomène, disons que la lumière peut faire le chemin entre le Soleil et la Terre (150 millions de km) en 8 minutes. 

C’est en 1666 qu’Isaac Newton découvre que la lumière blanche (visible) est composée de toutes les couleurs de l’arc-en-ciel. Si un faisceau de lumière blanche frappe un prisme, la lumière se décompose. Nous voyons apparaître de l’autre côté du prisme les couleurs rouge, orange, jaune, vert, bleu, indigo et violet (dans le même ordre).

De nos jours, les scientifiques récitent toujours l’indigo en faisant la liste des couleurs composant la lumière blanche. Nous savons toutefois désormais qu’il n’est pas nécessaire de le mentionner : Newton était un physicien très superstitieux et puisque le chiffre 7 est considéré comme un chiffre portant chance, il ajouta l’indigo dans la liste, ce qui perdura comme une tradition par la suite.

Grâce à la découverte de Newton, les scientifiques ont pu comprendre les ondes énergétiques. En 1880, l’astronome William Herschel conduit une expérience qui a changé notre conception de la lumière encore une fois. Il décompose la lumière (solaire) comme l’avait fait Newton et mesure la température de chaque couleur grâce à un thermomètre. Il démontre grâce à cette expérience qu’il y a une forme de lumière invisible émettant de la chaleur. Il l’appelle l’infrarouge, ce qui signifie « en deçà du rouge ». 

Les scientifiques classent les nombreux types d’ondes énergétiques en fonction de leurs fréquences. La gamme complète d’ondes s’appelle le spectre électromagnétique. 

Les ondes les plus serrées dégagent le plus d’énergie. Ainsi, les rayons gamma sont plus énergétiques que les ondes radio.

Le domaine visible du spectre électromagnétique. CC BY-SA 3.0

Nous avons toujours l’impression que la couleur rouge est chaude et la couleur bleue est froide. Cela est faux. Dans le spectre visible, les couleurs bleuâtres sont celles qui dégagent le plus d’énergie. Ainsi, elles ont une température plus élevée. 

Par exemple, les étoiles les plus chaudes apparaissent bleues. C’est le cas de Sirius, l’étoile la plus brillante du ciel. Si brillante même, que son nom dérive du mot grec « Σείριος » : brillant. 

Le spectre électromagnétique est une découverte cruciale dans l’astronomie. Grâce à ce système, nous sommes capables d’observer des étoiles très lointaines avec une précision astronomique. 

C’est grâce à cette découverte que nous avons une technique appelée la spectroscopie. La spectroscopie consiste à utiliser la couleur pour déterminer la composition et la température des étoiles. Chaque élément chimique produit un motif particulier de lignes noires ou colorées lorsqu’il traverse un prisme. En examinant ces motifs, les astronomes peuvent identifier les éléments présents dans l’étoile. 

Source: NASA Jet Propulsion Laboratory

La découverte des rayonnements électromagnétiques a conduit, par exemple, à la construction de l’observatoire d’Arecibo, un radio-télescope pouvant détecter des ondes radio extrêmement distantes. Il a été ouvert en 1963 et a servi pour la radioastronomie et des recherches du programme SETI (Search for extraterrestrial intelligence). Le 19 novembre 2020, la NSF (National Science Foundation) a cependant décidé de démolir le télescope pour des raisons de sécurité, suite à deux ruptures d’un câble crucial. Malheureusement, avant de pouvoir commencer la démolition contrôlée, le télescope s’est effondré le 1er décembre 2020.

Vous pouvez voir ce télescope dans certaines scènes du film Contact de Robert Zemeckis. C’est un film qui représente clairement la lutte que mènent les astronomes pour développer leurs recherches. Le seul défaut du film est le fait que le personnage principal, Ellie, « écoute » les ondes radios, ce qui n’est pas possible, les ondes radios étant des ondes lumineuses et non des ondes sonores.

La couleur rose

L’existence de la couleur rose est un sujet intéressant sur le spectre électromagnétique. Certains scientifiques pensent en effet que le rose n’existe pas. Nous savons tous qu’en peinture par exemple la couleur rose est obtenue par le mélange des couleurs violet, bleu et rouge. 

Cependant, si vous regardez le spectre de la lumière visible, vous allez remarquer que le violet et le rouge sont aux extrémités opposés du spectre. Il y a donc un espace entre ces deux extrémités. Cet espace contient toutes les longueurs d’onde que nous ne pouvons pas voir : ondes radio, micro-ondes, infrarouge, rayons X et rayons gamma. Et parce que nous ne pouvons voir aucune de ces longueurs d’onde, notre vision invente le rose pour combler ce vide.

Comme la lumière réfléchie par les objets est ce qui leur donne une couleur, certains pensent que cela signifie que la couleur rose n’existe pas vraiment. En réalité, le rose est une illusion créée par notre cerveau mélangeant la lumière rouge et violette. Cependant, toute couleur est une illusion, non ? Le cas exceptionnel du rose est que même si nous voyons la couleur rose, elle n’a pas de longueur d’onde. 

En revanche, le rose peut avoir un autre nom qui le rapproche d’avoir une place dans le spectre lumineux visible. Nous parlons alors du blanc non-vert : En enlevant du vert à du blanc, il nous reste du rose, donc du rouge et du violet.

« Pink flower » by @Doug88888 is licensed under CC BY-NC-SA 2.0

Voici pour clore cet article la photographie d’une fleur de couleur blanc non-vert.

Defne D. Aydın, 3B

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